电子科技

曹英馨,张雄

2014, 27(9): 1.

摘要 ( 827 )

PDF (677KB) ( 689 )

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现有镜头边界检测算法普遍存在检测精度和检测时间难以平衡的问题。视频帧提取特征越精细,算法准确度越高,同时算法复杂度和检测时间也将增加。受到压缩感知思想的启发,文中提出一种镜头边界检测的改进算法,利用随机投影对提取特征进行随机加权求和,以减小特征向量的维数。实验结果表明,所提出的算法在保持检测精度的条件下,降低了算法的复杂度、节约了检测时间。

一种自适应红外图像对比度增强算法

孟洋,韩永刚

2014, 27(9): 5.

摘要 ( 771 )

PDF (744KB) ( 593 )

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针对红外图像对比度增强的问题,提出了一种新方法。首先对直方图去冗余与灰度线性拉伸,然后利用最小误差阈值法将图像分割成两部分,结合平台直方图与双直方图均衡化,在每部分单独使用平台直方图均衡化。为了提升算法的自适应性,对分割后各部分进行直方图对数变换代替平台阈值的选取。实验表明,该算法效果较好,且完全自适应,适用于多种红外图像。

基于自相关矩阵和边缘检测的运动目标检测

乔玉龙,袁锴龙

2014, 27(9): 8.

摘要 ( 867 )

PDF (1180KB) ( 806 )

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提出了一种基于颜色特征提取和图像边缘检测融合的运动目标检测算法。利用颜色自相关矩阵对图像建立特征模型,进行相似度的比较得到较粗糙的目标检测结果。然后通过Canny算子提取图像的边缘信息并利用二值差化求得目标大致边缘轮廓。将两者再进行逻辑与操作,即判定在粗糙检测结果中运动目标轮廓内的元素目标边缘信息为运动目标边缘,并最终进行形态学操作得到运动目标。实验结果表明,提出的算法对复杂背景下运动目标有较为理想的检测效果。

基于MIMO系统的盲均衡算法研究

陈旭

2014, 27(9): 13.

摘要 ( 643 )

PDF (781KB) ( 581 )

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MIMO通信系统中,随着数据率的不断提高,信道呈现出频率选择性,尤其是多径干扰和多用户干扰将会使接收端产生严重的码间干扰,而盲均衡技术能有效消除码间干扰。文中重点研究了基于MIMO通信系统的恒模盲均衡算法,并在此基础上提出了基于Sigmoid函数的变步长CMA均衡算法。该算法与传统方法的不同之处在于,该改进算法中所使用的步长因子能跟随均衡器的收敛情况自适应调整,且计算仿真结果表明,改进后的CMA算法能有效抑制噪声,且收敛速度快。

离散马尔可夫跳跃系统的鲁棒H_∞滤波

王红茹,刘士科

2014, 27(9): 16.

摘要 ( 598 )

PDF (635KB) ( 684 )

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研究了离散时滞不确定马尔可夫跳跃系统的鲁棒H_∞滤波器设计,其中系统的参数为范数有界不确定且时滞相关。基于李雅普诺夫函数的方法和引入附加矩阵,得到新的稳定条件,具有较小的保守性。根据得到的稳定条件,通过求解LMI得到滤波器参数,并最终通过数据示例验证方法的可行性。

多通道FCM信号分选算法研究

邓湖明,胡敏,黄波

2014, 27(9): 21.

摘要 ( 669 )

PDF (878KB) ( 585 )

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随着各种新体制雷达的出现,使得电磁环境复杂多变,这对雷达信号分选处理提出了新的要求。目前普遍采用的基于直方图统计信号分选方法已无法满足当前雷达信号分选的要求。文中将对模糊C均值算法进行研究,并对其在多通道背景下进行了理论分析,对雷达信号分选进行了一种新的探索,通过仿真实验证明了该算法的可行性,为雷达信号分选提供了新的思路。

一种改进的人体行为检测与跟踪算法研究

韩骏浩,赵怀勋

2014, 27(9): 25.

摘要 ( 746 )

PDF (622KB) ( 661 )

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针对传统人体行为检测算法完整性差、计算量大等问题,提出了一种背景消减法与帧差法相结合的检测算法。为提高人体行为跟踪算法的稳定性与准确性,提出了基于直方图与区域的Kalman跟踪算法。仿真实验表明,该算法在人体行为检测与跟踪过程中完整性好、准确率高。

一种基于DAG的并行系统任务调度方法

陈茂强

2014, 27(9): 29.

摘要 ( 627 )

PDF (685KB) ( 592 )

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设计了一种适用于同构总线式多核环境的任务调度算法,着重优化了传统静态列表算法中对于任务节点等级较为粗糙的计算方式,并改善了对通信的调度。通过统计性调度实验,表明该任务调度算法相比传统的调度方法具有一定的优化效果。

基于贝叶斯概率的煤炭销售推荐

薄利军,夏文杰,闫新庆

2014, 27(9): 33.

摘要 ( 645 )

PDF (639KB) ( 591 )

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目前大型煤炭企业大多通过星型网络进行销售,其中运销公司作为网络中心,连接多个矿井与客户,维持煤炭企业和部分客户间的联盟关系。在煤炭交易中,矿井和客户通过随机抽样检测质量,确定交易价格。随机抽样影响了双方对煤炭质量的认同,并可能导致煤质纠纷。在研究中,通过对长期积累矿井和客户历史交易数据进行挖掘,提出应用贝叶斯概率方法,计算矿井和客户的信誉度及双方对煤质化验结果的适配度,使运销公司为矿井和客户推荐合适的交易方,减少了煤质纠纷,并确保了交易双方的利益。

基于Kalman滤波的均值漂移目标跟踪算法

刘柯,魏纳新,刘飞

2014, 27(9): 37.

摘要 ( 830 )

PDF (759KB) ( 651 )

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为解决目标追踪中目标被遮挡的问题,文中设计了一种基于卡拉曼滤波的均值漂移目标跟踪算法。在选定目标的情况下,利用均值漂移算法迭代求得目标的位置,当目标被遮挡时,根据前一时刻目标的位置和速度等信息采用卡尔曼滤波预测,得到目标的位置。实验结果表明,该算法在有遮挡的情况下,准确性和实用性更强

一种基于改进W-SVM算法的概率密度估计

曹华孝,王成,邵秀娟,龚凌

2014, 27(9): 40.

摘要 ( 743 )

PDF (666KB) ( 581 )

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研究了基于加权支持向量机的概率密度估计算法。现有算法只考虑采样时间或样本密度,导致概率密度结果误差较大。为提升估计精度,文中提出了一种改进的W-SVM算法,该算法同时考虑了采用时间和区域样本点,依次选择不同的加权惩罚系数,并对加权系数进行归一化处理,最后采用网格寻优法找出最合适的加权系数。仿真结果表明,所提改进加权支持向量的概率密度估计的均方误差远小于传统算法,即所提算法优于传统算法。

多人在线三维虚拟机器人教学系统的开发

朱元龙,王毅轩,王毅刚

2014, 27(9): 44.

摘要 ( 798 )

PDF (1038KB) ( 568 )

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传统的机器人教育需依赖昂贵的实体机器人,不但成本高且不易于更新换代。为降低成本,相关学者提出了虚拟机器人教学系统。文中提出了一种新的三维虚拟机器人教学系统,该系统基于Ogre三维图形渲染引擎采用C++开发,通过引入NVIDIA PhysX物理引擎,用户能在该系统中模拟机器在真实世界的运动情况。并最终通过在客户机之间传递机器人的运动信息,实现了多人在线功能。

图像融合IP软核设计与实现

田子敬,那彦,张守将

2014, 27(9): 48.

摘要 ( 793 )

PDF (813KB) ( 648 )

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设计并实现了一种针对多聚焦图像融合算法的图像融合IP软核。在ISE环境下实现了图像融合IP软核的Verilog语言描述,之后进行了测试与评估。将融合结果与Matlab处理结果进行对比,验证了文中设计IP软核的准确性。该图像融合IP软核设计方法为其他图像融合算法的IP软核设计建立了基础。

汇编语言到C语言翻译软件的设计与实现

赵巍凯,孟洋

2014, 27(9): 51.

摘要 ( 667 )

PDF (550KB) ( 686 )

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针对反汇编研究工作中人工翻译大量汇编代码时出现的人力资源浪费和项目周期延长等问题,运用数据结构中树状结构类型和分块等思想方法,基于C语言开发出一款汇编语言到C语言的自动翻译软件,较好地解决了人工翻译带来的问题,提高了翻译工作的效率。

图像传感器MT9M034输出图像数据的校正

郭少宸,陈文艺

2014, 27(9): 54.

摘要 ( 941 )

PDF (1499KB) ( 673 )

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针对高动态范围图像传感器MT9M034输出图像时进行实时数据压缩引入的误差,分析研究了该误差对基于CLAHE色调映射算法的影响,并给出了误差校正方法和FPGA实现电路。实验结果显示,误差校正方法减小了该误差影响,且改善了CLAHE色调映射处理的效果。

基于OpenCV的嵌入式人眼追踪系统研究

胡玉峰

2014, 27(9): 58.

摘要 ( 788 )

PDF (746KB) ( 799 )

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对于视觉控制系统而言,如何定位并追踪眼睛,判断眼睛状态是关键的一步。文中提出了一种基于OpenCV的人眼识别和跟踪方法,利用摄像头和OpenCV的相关函数在嵌入式平台上实现了人眼的识别与追踪。此外,还通过实验表明,该方法可满足对人眼的识别,且拥有较好的识别速度和识别率,故具有一定的实用性。

实时视频信号的Sobel边缘检测的FPGA实现

焦淑红,关晨辉

2014, 27(9): 62.

摘要 ( 779 )

PDF (682KB) ( 619 )

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在实时视频信号处理中,由于边缘检测等图像处理算法的数据量大,系统采用FPGA+DSP的图像处理方案。利用FPGA可对数据并行处理的特点,在FPGA中实现数据量大、处理速度要求高,但算法结构简单的低层处理算法。文中介绍了在FPGA中实现Sobel边缘检测算法的方法,并提出了自适应阈值的处理方案。实验结果证明,FPGA能够对实时视频信号完成Sobel边缘检测,且自适应阈值模块保证了系统在环境亮度变化的情况下,得到良好的边缘检测效果。

基于神经网络在超声液位检测中的应用

刘春

2014, 27(9): 65.

摘要 ( 756 )

PDF (521KB) ( 621 )

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针对超声波液位检测中的信号识别问题,通过调用Matlab神经网络工具箱函数,开发了神经网络程序,对液面上下各30个信号进行了训练,训练后的网络较好地区分出了信号所属类型,从而说明神经网络的分类识别方法能有效地应用于超声波液位检测。

基于物联网RFID智能化仓库系统设计

陈媛媛,张恒龙

2014, 27(9): 68.

摘要 ( 781 )

PDF (610KB) ( 603 )

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针对仓库管理的智能化应用需求,研究基于RFID技术的智能化仓库管理。文中介绍了智能化仓库管理系统的硬件结构、功能模块、软件架构以及系统的出入库作业流程。该应用设计能够有效提高仓库的运转效率,并降低了企业的仓库管理成本。

基于以太网供电技术的火灾探测系统研制

陈长正,尹坤,龚婉婉,刘士兴

2014, 27(9): 71.

摘要 ( 729 )

PDF (802KB) ( 691 )

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介绍了一种基于以太网供电技术的火灾探测系统设计方案。方案采用以太网供电技术,实时采集火灾参数模拟量,并通过 RJ45网络接口,应用TCP/IP技术传输给服务器做进一步数据处理,便于火灾虚拟场景再现和火灾趋势预测,降低了火灾误报率,并能实现火灾的可靠监测,同时又通过网口为火灾探测节点提供电源能量供给,简化了系统的硬件结构,方便电路板的布局布线。

基于Java Applet的可变情报板监控软件

郑勇,王菌

2014, 27(9): 75.

摘要 ( 777 )

PDF (576KB) ( 546 )

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以Java为基础,在Eclipse IDE中开发了基于Applet的可变情报板监控软件。用户可通过浏览器远程登录目标情报板设备下载运行的Applet监控软件,再通过操作该软件对目标情报板上的应用程序进行通信,发送命令并获取信息,从而达到远程监测与控制的效果。经实验验证,该软件达到了预设目标。

一种基于IPC的多区域网络视频监控系统设计

王培国,杨艳芳

2014, 27(9): 78.

摘要 ( 739 )

PDF (817KB) ( 750 )

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针对多区域网络监控的应用需求,设计了一套基于IPC的网络化视频监控系统。该系统采用基于视频分析的运动目标侦测,基于双码流的图片、视频传输与存储,以及优先级和多通道的IPC与图片服务器交互等关键技术。由此,实现了多区域全时段的标清视频监控,实时运动检测报警与连续高清图片抓拍取证功能。该系统设计兼容现有的软硬件系统平台,并具有较高性价比。

基于Android平台的老人摔倒检测系统设计

石婷,贺志楠,姜宁,王秀梅

2014, 27(9): 82.

摘要 ( 772 )

PDF (878KB) ( 704 )

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设计了一款利用移动通信设备,通过传感、无线通信及定位技术,实现老人摔倒检测报警的Android应用软件系统。当检测到老人摔倒时,手机能发送短信通知家人,短信的内容包括摔倒的位置和附近医院的名称及联系电话,使得摔倒后的老人能够获得及时救助,提高了健康监护质量。

基于Web的网上报修系统设计

孙宁,阎籽安,王池

2014, 27(9): 85.

摘要 ( 889 )

PDF (1084KB) ( 608 )

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针对庞大的住宅用户,传统的住宅人工报修方式已难以达到快速、准确地处理要求。为方便用户的信息反馈、缓解保障压力、科学有效地安排人员维修、提高办事效率,需开发网上保修系统。文中在WAMP开发环境下,通过ThinkPHP框架,开发了基于Web的住宅网上报修系统,并介绍了开发本系统所用的关键技术、系统结构及数据库设计。通过系统的投入运行,提高了基建部门的维修效率。

移动智慧校园平台研究

茅志刚,徐小良

2014, 27(9): 89.

摘要 ( 880 )

PDF (1007KB) ( 640 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对传统数字化校园系统资源利用率低、缺乏个性化信息服务的问题,提出一种基于移动互联网的智慧校园平台建设方案。通过网络校园信息爬取和移动通信技术,实现对资讯的实时访问;利用移动推送技术,对不同调度请求给予不同推送模式,提供个性化的信息服务。实际应用表明,移动智慧校园平台可以为学校工作提供全面、有效、智能化的管理与服务过程支撑。

便携式超宽带穿墙成像雷达阵列模式性能研究

胡锡坤,朱国富,金添

2014, 27(9): 93.

摘要 ( 859 )

PDF (1203KB) ( 640 )

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受限于便携性要求,超宽带穿墙成像雷达可用的天线数量有限,因而面临着如何充分利用有限的天线获取最优成像性能的难题。文中主要比对研究了UWB、TWIR在3种不同天线阵列配置模式下的性能。论述了3种不同的阵列配置模式,分析比对了在3种模式下UWB、TWIR的方位向分辨率和干涉区域,并通过仿真实验进行了验证分析,给出了合理等效孔径和虚拟阵元密度下的最佳阵列性能配置参考。

主被动雷达复合导引头信息融合技术研究

尤晓伟

2014, 27(9): 97.

摘要 ( 676 )

PDF (906KB) ( 425 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对主被动雷达复合导引头,研究了基于序贯扩展Kalman滤波的信息融合算法。利用主被动雷达复合导引头对目标角误差进行观测,将匹配后的测量角度进行最优加权,进而以角度信息作为量测,估计目标的运动信息。通过试验验证,基于主被动雷达信息融合状态估计比仅依赖主动雷达观测量的状态估计稳态误差小,且滤波器收敛速度更快。

基于支持向量机的雷达网抗干扰效能评估

袁超鹏,李江

2014, 27(9): 101.

摘要 ( 825 )

PDF (541KB) ( 440 )

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为了评价作战环境下雷达网的抗干扰能力,以雷达网的各项评估指标及其相对应的量值作为样本,应用支持向量机的预测分类能力对相应的样本做出效能评估预测,实现了对雷达网抗干扰能力的评估。同时与基于模糊物元分析法的结果做相应的对比可看出,基于支持向量机的计算速度快、泛化能力强、评估结果准确等特点。

一种精确的线性温度补偿电路设计

杨潺,张钦阳,管要宾,何均

2014, 27(9): 104.

摘要 ( 715 )

PDF (559KB) ( 609 )

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在线性充电电路中,大部分功耗均消耗在功率管上,从而导致芯片温度升高。鉴于此文中提出了一种线性温度补偿电路,即当温度升高时充电电流会逐渐降低,以此来阻止芯片温度的进一步升高。此外,该设计电路还能达到精确的控制,使其随工艺Corner的变化较小。通过仿真结果可看出变化仅为±5 ℃。

基于FPGA的非线性调频信号脉冲压缩的实现

徐飞,陈建春,李滢昕

2014, 27(9): 106.

摘要 ( 858 )

PDF (641KB) ( 537 )

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非线性调频信号在信号设计时即考虑到脉冲压缩信号距离旁瓣的抑制,无需在硬件实现中添加加权网络抑制距离旁瓣。文中介绍了非线性调频信号的设计方法,通过Matlab仿真验证了不同设计方法的非线性调频信号的脉冲压缩性能。并在FPGA仿真环境下实现了带宽30 MHz,采样率为100 MHz,输入信号量化位数为16 bit,时长为10.24 μs的线性和非线性调频信号的脉冲压缩。

一种提高DC-DC瞬态响应的误差放大器设计

许崇为,杨令,韩志超,刘跃智

2014, 27(9): 109.

摘要 ( 793 )

PDF (691KB) ( 523 )

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设计了一种可提高DC-DC瞬态响应的误差放大器,其输出阻抗和补偿电阻随着负载电流的变化动态调整,使系统在不同的负载条件下能够获取足够的相位裕度。同时,设计了采样电路和逻辑选择电路,分别用于检测负载电流变化和选择开关导通。结果显示,采用文中所提出结构,DC-DC的过冲比原来减小了50%。

缺陷地结构在微带天线小型化中的应用

陆汉阳,戴维,朱卫民

2014, 27(9): 112.

摘要 ( 859 )

PDF (569KB) ( 1046 )

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给出一种利用缺陷地结构实现天线小型化的方法,将缺陷地结构用于微带天线小型化的设计中,并对缺陷结构的尺寸与天线小型化的效果进行了分析。采用Ansoft HFSS进行仿真,在谐振频率为2.45 GHz的微带贴片天线的介质板上引入一种新型缺陷地结构,比较加入缺陷地结构前后天线的各项参数。其结果表明,该结构在保证天线性能的情况下,天线体积减小了30%以上。

应用于WLAN/WiMAX的三频段微带贴片天线设计

马世伟,乔龙,丁旭

2014, 27(9): 115.

摘要 ( 837 )

PDF (569KB) ( 680 )

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设计了一种应用在无线局域网络(WLAN 2.4 GHz)和微波存取全球互通(WiMAX 3.5 GHz/1.8 GHz)无线通信领域中的小型化三频段微带贴片天线。结构设计主要通过在圆形贴片上开出一个近似T形槽的方式,该天线结构简单、尺寸小、加工方便、成本低且全向特性理想。为了便于数值分析和优化,在HFSS建立了该天线的电磁仿真模型。其研究表明,实测和仿真的结果吻合良好,该天线在其各频段内的回波损耗＜-10 dB,并具有良好的方向性和增益。在3个工作频带内电压驻波＜2,阻抗匹配特性良好,验证了该设计的合理性。

移动平均法在数据采集和分析中的应用

郭永东

2014, 27(9): 118.

摘要 ( 639 )

PDF (771KB) ( 683 )

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在失超探测过程中,电源尖峰干扰信号会引起超导磁铁的保护误动作,影响到磁铁的正常运行。文中叙述了利用移动平均值的方法,对多通道的数据采集信号进行了平滑处理,降低了设定的电压阈值,并减小了失超误动作的发生。该方法可广泛应用于动态数据的采集和处理上。

增强升压型DC-DC瞬态响应的电路设计

刘跃智,黄月娥

2014, 27(9): 121.

摘要 ( 751 )

PDF (600KB) ( 624 )

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设计了一种增强升压型DC-DC转换器瞬态响应电路,该电路通过检测负载跳变条件下输出电压的变化,调节误差放大器的跨导和补偿电阻,提高升压DC-DC转换器环路带宽,加快系统的瞬态响应。同时将该电路应用于一款输入电压＜至1.4 V,输出电压2.5～6.5 V的同步升压型DC-DC转换器中,其在0.25 μm CMOS 工艺条件下,芯片仿真结果表明,在500 mA~2 A的负载跳变条件下,与传统同步升压DC-DC转换器相比,芯片的响应恢复时间减小了45%,输出电压的下降和过冲值减少了35%。

小波包转换域PSK信号的模式识别

陈杰

2014, 27(9): 124.

摘要 ( 790 )

PDF (578KB) ( 830 )

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提出并采用信号的连续小波包分解的方法对BPSK、QPSK、8PSK数字调制信号进行模式识别。首先,根据3种调制信号的特点设置目标信号模板,然后将其分解到小波包子域形成子域模板并预先存储。执行识别任务时,将实际信号进行小波包分解,并在各小波包子域和子域模板作匹配相关,根据相关运算的结果完成识别。由于小波包分解的频带划分比小波分解的频带划分精细,所以识别的正确率更高。文中采用Monte Carlo法产生信号,采用Matlab进行仿真。仿真结果表明,采用小波包分解的识别正确率更高,尤其是在低信噪比环境下,该方法也能实现调制信号的精确识别。

微机械双轴电容式加速度传感器设计

沈文清,胡芳菲

2014, 27(9): 128.

摘要 ( 625 )

PDF (1026KB) ( 434 )

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设计一款机械噪声较小、灵敏度较高的双轴电容式加速度传感器,其具有4个水平检测单元,X、Y轴向的检测单元各有两组,且水平对称,有效地消除了轴间的交叉干扰;结构中的保护限位装置避免了结构因加速度值过大而断裂失效和结构测量的不准确。该加速度敏感质量块的大小为3 250 μm×3 250 μm×5 μm;栅型条的尺寸大小为1 575 μm×35 μm×5 μm;间距为35 μm,利用Ansys软件对加速度传感器进行性能仿真,得出加速度传感器X和Y轴向的静态灵敏度为0.253 μm/g;电容灵敏度为1.533 pF/g;X和Y轴向的谐振频率为949 Hz,阻尼比为0.83。

JC型转矩转速传感器输出信号的处理方法

张娇,金鹏

2014, 27(9): 132.

摘要 ( 687 )

PDF (1162KB) ( 668 )

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为从JC型传感器获得较准确的转矩转速信号,根据其工作原理寻找合理的信号处理方法,获得电信号和转矩转速信号的转换。采用PIC18F458单片机,通过对传感器输出两路正弦电信号进行放大、滤波及整形处理后并获得两个同频信号的方波,应用RS触发电路将两路正弦信号的相位差变为触发器输出脉冲的宽度。通过脉冲计数法测量方波信号的频率获得转速,利用等精度法检测RS触发器的输出脉冲宽度求取转矩,同时运用滑动平均提高信号的准确性和稳定性。实验结果表明,该方法可有效地测量转矩转速信号,且在电动汽车和机械动力装置仪器中具有实用价值。

嵌入式SoC单片机在雕刻机数控系统中的应用

王锁弘

2014, 27(9): 137.

摘要 ( 560 )

PDF (612KB) ( 601 )

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将一台由嵌入式SoC单片机控制的雕刻机,与基于PC机或DSP的雕刻机数控系统相比,其是一种低成本的解决方案。在给出了以C8051F120单片机为主控芯片的数控系统原理框图的基础上,进一步讨论了逐点比较法直线插补的基本原理,并对控制系统的主要软件功能作了说明。经测试运行,该系统雕刻精度达0.01 mm,且雕刻速度快,并具有一定的经济实用价值。

中功率感性负载直流电流检测及其应用

杨畅,操长茂,孙成,彭健,蔡雪贝,郑果

2014, 27(9): 140.

摘要 ( 761 )

PDF (588KB) ( 485 )

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为找到一种简单、高效的中功率直流感性负载电流检测电路,文中描述了几种方案,并对其进行了比较和验证,最终选出一种较为适合的方案,且举例说明其应用领域及具体实现方式。所述方案选用美信公司的MAX9918芯片,这是一种单电源供电、高精度电流型放大器,具有较高地输入共模范围,可扩展至-20 ~+75 V。该款放大器适用于直流电机和螺线管等感性负载的电流检测。

DC-DC buck变换器的混沌现象分析及其控制

王燕,李洁

2014, 27(9): 143.

摘要 ( 711 )

PDF (770KB) ( 427 )

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作为典型的分段光滑系统,DC-DC变换器中会出现诸多复杂的非线性现象,如分岔与混沌。文中从系统传递能量的角度分析了电压反馈型DC-DC buck变换器中混沌产生的机理,指出系统能量的增加是使系统产生混沌的主要原因。在此基础上,提出了一种采用以电感电流为控制变量的脉冲反馈控制器,实现了对电压反馈型DC-DC buck变换器混沌现象的控制。最终通过理论分析、数值计算及电路仿真证实了该方法的正确性及有效性。上述研究结果有助于加深对电路系统动力学特性的认识与理解,对优化系统参数、提高系统性能具有理论和实用价值。

基于FPGA的三相电网故障环境下锁相技术分析

刘超,庄圣贤,刘思佳,谢茂军

2014, 27(9): 148.

摘要 ( 843 )

PDF (1034KB) ( 429 )

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为使三相光伏并网逆变器在各种电网环境下准确、快速地锁定基波相位。利用三相锁相环基本结构,提出了一种在FPGA上的数字锁相环设计。通过流水线结构编写Verilog HDL硬件描述语言对dq坐标变换、PI控制器和数控振荡器在FPGA模块化实现锁相算法。并以FPGA为验证平台,分析了三相锁相环在电网故障环境中,即三相不平衡、频率突变、相位突变和电网谐波干扰等对三相锁相环技术分析得出误差。利用Matlab模拟电网故障Modelsim进行系统仿真,仿真结果验证了该锁相环能够快速准确地锁定电网基波相位,并对畸变电压具有较强的抑制作用。

定时输出电源控制装置软件设计

黄桂梅,王霞,刘永立,邵联合

2014, 27(9): 153.

摘要 ( 556 )

PDF (828KB) ( 400 )

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以单片机Mega16芯片为核心,以时钟专用芯片1307为时基,以高压光耦驱动大功率可控硅为执行器件,设计了一种多时段可调定时输出电源控制装置。在阐述了定时输出电源控制装置的整机工作过程的同时,重点分析了定时输出电源控制装置的软件设计。该装置用于定时段运行的大功率设备的电源控制,经实践应用证明,可减少工作量,节能减排,且效果良好。

35 kV数字变电站合并单元模拟信号采集卡研究

彭地卓,徐学军,汤沁,李骥

2014, 27(9): 156.

摘要 ( 712 )

PDF (822KB) ( 400 )

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针对35 kV变电站的互感器输出信号的特性,设计了一种模拟信号采集卡。该卡分别为电子式互感器输出模拟小信号和传统互感器模拟信号设计采集电路,对多通道模拟数据同步采集。通过实验验证了其功能的正确性,还可满足合并单元数据采集设计精度的要求。

基于VLD设计的微电网模式切换研究

艾淑云,毋炳鑫,谢卫华,李献伟

2014, 27(9): 160.

摘要 ( 661 )

PDF (1326KB) ( 443 )

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微电网相对于大电网有并网运行和孤岛运行两种运行模式,其中孤岛运行又称为离网运行。为了实现微电网与大电网之间进行幷网及离网之间的快速切换,文中首先分析了微电网的体系结构,并网型微电网在模式切换中出现的问题,同时介绍了基于许继研发的可视化仿真软件(VLD),进行并网型微电网模式控制装置的研制,以及模块化具体设计。文中设计的并网型微电网模式控制装置有效解决了以往模式控制装置进行模式切换中以分钟为单位,转换时间长的问题,现在仅需在120 ms内就可实现“无缝”并网以及离网切换,对工程应用具有推动作用。

单相三电平PWM整流器3次谐波改善方法

钟志磊,李乾勇

2014, 27(9): 165.

摘要 ( 923 )

PDF (676KB) ( 394 )

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由于三电平整流器功率器件承受电压应力小、输入电流谐波少、正弦度好。因此,文中选取单相三电平PWM整流器为研究对象。分析了各个工作状态下的开关组合及整流器的工作原理,同时选取瞬态直接电流控制作为电流内环控制方法对系统进行了仿真。同时分析了单相PWM整流器网侧电流的3次谐波产生原因,且采用了一种新型谐波抑制方法来消除此3次谐波。通过仿真验证了该新型控制算法对抑制网侧电流3次谐波的有效性,并降低了网侧电流的总谐波畸变率

一种提高原边反馈AC/DC恒流精度的方法

韩志超,何均,王荣,许崇为

2014, 27(9): 169.

摘要 ( 650 )

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针对传统原边反馈AC/DC由于峰值电流检测不准造成的输出恒流精度较低的问题,文中提出了一种应用于原边反馈的高精度恒流控制方法。该控制方法引入I_pk斜率检测来估计真正的原边峰值电流,以此提高输出恒流精度。通过LED驱动电路实验,验证结果表明,相比传统电路,此方法提高了恒流输出精度,在85~265 V输入电压范围下,恒流精度约为2%。

一种实现LED均匀圆斑照明透镜的自由曲面设计

张成亮

2014, 27(9): 172.

摘要 ( 783 )

PDF (845KB) ( 883 )

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由于大多数LED的发光特性表现为朗伯光源,文中提出一种实现LED均匀照明的透镜设计方法。建立了能产生均匀光斑的自由曲面透镜方程,通过Matlab编程得到数值解,并通过建模软件Pro/E建立了透镜模型,最终采用Tracepro进行模拟验证。实验结果表明,利用此方法给LED进行配光,可使照明目标面获得均匀的照度。

基于聚合物介质的低温硅硅键合研究

管朋,展明浩

2014, 27(9): 175.

摘要 ( 803 )

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聚合物低温键合技术是MEMS器件圆片级封装的一项关键技术。以苯并环丁烯(BCB)、聚对二甲苯(Parylene)、聚酰亚胺(Polyimide)、有机玻璃(PMMA)作为键合介质,对键合的温度、压力、气氛、强度等工艺参数进行了研究,并分析了其优缺点。通过改变Parylene的旋涂、键合温度、键合压力、键合时间等工艺参数进行了优化实验。结果表明,在230 ℃的低温键合条件下封装后的MEMS器件具有良好的键合强度(＞3.600 MPa),可满足MEMS器件圆片级封装要求。

基于光电传感技术的物体检测系统设计

顾帅,王宇野

2014, 27(9): 178.

摘要 ( 775 )

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设计了一种基于光电传感技术的物体检测系统,采用红外发光二极管和红外光电三极管的方式,进行传感电路设计。使用单片机NUC130LE3CN进行发光强度的控制与接收端电平的检测,发光强度由单片机IO口输出PWM波形进行控制。利用发光强度可调节这一特性,该方案可在不同环境光强下达到较高的检测灵敏度,同时还可提供报错功能。

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